圖 /IC Photo
文/DoNews 李昊原
責(zé)編/楊博丞
高考語文150，作文獨(dú)占60分。每逢高考前，聯(lián)系時(shí)事押題就是語文老師們必做的一件事，不過今年北京卷的時(shí)事的確有點(diǎn)偏，避開疫情、兩會等話題而談起北斗衛(wèi)星，不知有多少人提前想到了?
對于DoNews這樣科技人文雙開花的新媒體，我們對該題也有自己的看法，因此也一同寫作出以下角度的作文一篇，以此致敬拼搏的考生們。
《每一顆北斗衛(wèi)星都不白給》
太空中的衛(wèi)星能夠告訴地球上的人，他在什么位置，去目的地要怎么走，這就是衛(wèi)星導(dǎo)航，也是現(xiàn)代社會的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。
1999年，印度和巴基斯坦之間爆發(fā)了卡吉爾之戰(zhàn)，在雙方飛機(jī)導(dǎo)彈你來我往之時(shí)，美國關(guān)停了戰(zhàn)區(qū)的GPS服務(wù)，于是尷尬的一幕發(fā)生了——拿著先進(jìn)武器的印巴在沒有位置信息的情況下，打了一場低水平卻依舊損失慘重的戰(zhàn)爭。
GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))隸屬于美國軍方，即使在全球范圍內(nèi)被廣泛民用，也有隨時(shí)被關(guān)停的可能。出于擔(dān)憂，蘇聯(lián)/俄羅斯做了一套自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，叫做格洛納斯(GLONASS)，歐洲也研發(fā)了伽利略(Galileo)系統(tǒng)，而被涮了一把的印度，默默地放棄了原本依賴GPS的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，研發(fā)了自己的導(dǎo)航系統(tǒng)，叫做IRNSS。
值得一提的是，最初GPS系統(tǒng)會主動干擾民用信號，導(dǎo)致定位精準(zhǔn)度并不準(zhǔn)確，后來為了應(yīng)對GLONASS的競爭，才取消了干擾。歷史證明，靠山山倒，靠人人跑，在關(guān)鍵技術(shù)上，還是要靠自己。
這個(gè)道理我們要比印度更早認(rèn)識到。1994年，我國開始啟動北斗一號系統(tǒng)工程建設(shè)，不過困難也是極大的——沒有技術(shù)，實(shí)力也不允許。
確定地球上的一個(gè)位置到底需要幾顆衛(wèi)星?衛(wèi)星導(dǎo)航的基本原理是測出衛(wèi)星和接收機(jī)之間的距離，這就像是用半徑不同的球體來尋找唯一的交集點(diǎn)，至少要3顆衛(wèi)星才能做到，現(xiàn)實(shí)中一般是4顆，而為了保證全球覆蓋，GPS常年保持32顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。
當(dāng)時(shí)，我國窘迫到連4顆衛(wèi)星都難以發(fā)射。這里要感謝著名電子學(xué)家陳芳允，他創(chuàng)造性地提出了雙星定位系統(tǒng)，只需2顆衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)定位。2000年，我國發(fā)射了2顆北斗衛(wèi)星，這就是北斗一號，信號足以覆蓋中國。當(dāng)然，北斗一號有很多缺陷，覆蓋面積小、定位精度差、延遲時(shí)間長，只能支持150個(gè)用戶在線，軍用都很勉強(qiáng)，更不用談民用。
不過北斗的研發(fā)建設(shè)并未止步，而是在前后8萬多工作人員、300多家研發(fā)單位20年的不懈努力下，逐漸后來居上。2012年，我國建成北斗二號系統(tǒng)，可以向亞太地區(qū)提供服務(wù)，2020年6月23日，我國第55顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功，北斗三號建成，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了全球組網(wǎng)部署。
為什么說每一顆衛(wèi)星都有自己的功用呢?前文說到確定一個(gè)位置，至少需要3到4顆衛(wèi)星，而為了覆蓋全球任何一個(gè)時(shí)間，任何一個(gè)位置，這個(gè)數(shù)量還要翻上數(shù)倍。并且中國的北斗和文中提到的其他4家衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有所不同，北斗系統(tǒng)分為空間段、地面段和用戶段三部分，空間段由地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星等組成，相比之下其他4家系統(tǒng)主要由中圓地球軌道衛(wèi)星組成。
左邊為GPS衛(wèi)星布局，右邊為北斗衛(wèi)星布局，能看到存在明顯差異
采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合衛(wèi)星布局方式，是我國首創(chuàng)，這有早期我國發(fā)射技術(shù)有限的歷史原因，現(xiàn)在三軌上數(shù)量更多的衛(wèi)星也能提供更高的精度，以及定位導(dǎo)航授時(shí)、星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位、短報(bào)文通信和國際搜救等多種服務(wù)能力。
目前北斗系統(tǒng)定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)全球精度達(dá)到水平10米，高程10米，測速精度0.2 米每秒，授時(shí)精度20 納秒。在亞太地區(qū)，定位精度水平和高程都達(dá)到了 5 米，性能上可以說已經(jīng)足以比肩GPS。這樣的成就離不開每一顆北斗衛(wèi)星，以及為北斗奉獻(xiàn)的每一個(gè)人。
當(dāng)然，要達(dá)到GPS那樣的影響力和商業(yè)化還需要時(shí)間，這就需要不僅僅是我國航天系統(tǒng)，還有整個(gè)中國各行各業(yè)的參與。
截至2019年底，國產(chǎn)北斗導(dǎo)航型芯片模塊出貨量已超 1 億片，國內(nèi)超過 650 萬輛營運(yùn)車輛、4 萬輛郵政和快遞車輛，36 個(gè)中心城市約 8萬輛公交車、3200 余座內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施、2900 余座海上導(dǎo)航設(shè)施都已應(yīng)用北斗系統(tǒng)。對了，現(xiàn)在我們身邊常見的哈啰單車，以及絕大多數(shù)的國產(chǎn)手機(jī)，都已可以應(yīng)用北斗導(dǎo)航了。
DoNews整理了北斗衛(wèi)星發(fā)射的統(tǒng)計(jì)，可以看出，近年來隨著我國國力增強(qiáng)，北斗衛(wèi)星也以“下餃子”般的速度上空組網(wǎng)，在我們看不見的太空，為我們指明方向。
未來北斗系統(tǒng)還將推動我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，在國際貿(mào)易、電子商務(wù)、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等更多領(lǐng)域發(fā)會作用，能傳播的不只是北斗的信號，還有北斗為全世界帶來的價(jià)值。
也許有一天，北斗的應(yīng)用會像今天的GPS一般在全球普及，就如歌詞唱的那樣：“天上的星星參北斗啊，你有我有全都有啊!”
參考資料：
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展報(bào)告(4.0版)》
星球研究所：《為全球?qū)Ш?，中國如何做到?》
